能量色散X射线荧光光谱法测定首饰钯合金中钯含量

金 俊 黄国芳 李晨光 许 雅 / 上海市计量测试技术研究院

0 引言

钯(Pd)，铂系金属之一。由于钯的特殊物化性能，可用来制作各种美观、时尚的饰品。钯首饰呈银色，与铂、银首饰外观相似，价格居于昂贵的铂首饰与低廉的银首饰之间，正好满足了广大普通消费者的购买需求。钯首饰已经成为首饰中的新兴组成部分，并逐渐成为首饰的一种潮流，市场前景良好。GB 11887-2008《首饰 贵金属纯度的规定及命名方法》是首饰行业的一个重要基础标准，规定了首饰钯及其合金的纯度分别为Pd 500、Pd 950、Pd 990（足钯，足钯金）、Pd 999（千足钯，千足钯金）。因此用能量色散X射线荧光光谱分析法(EDXRF)对钯首饰进行快速无损分析是非常紧迫且有必要的。

1 基本原理

X射线荧光光谱分析技术基本原理为：当样品被激发源X射线管的初级射线所激发，它就会发射出样品中所含有的各种元素的特征X射线荧光光谱线。每种元素的特征X射线荧光光谱线都具有特定的能量。探测这些特征谱线，识别其能量，就可以识别出该样品含有哪些元素，这就是定性分析；每条特征谱线的强度反映出发射谱线的元素含量，与被测样品中能发射该能量的荧光X射线的元素含量多少有直接联系。测量这些元素谱线的强度，使用工作标样作出的校正曲线进行相应的数据处理和计算，就可以得出被测样品中各种元素的含量，这就是定量分析。

2 实验方法

2.1 实验条件

实验仪器为中国北京博力唯智科技有限公司研制的X射线荧光光谱仪（X-3000型）。

温度：(20±5)℃；湿度：≤70 %RH；电源电压：(220±20)V；X射线管电压：45 kV；X射线管电流：0.3 mA。

2.2 实验内容

研制一套有不同钯、银、铜、镍、锌含量的工作标样，用原子吸收光谱法对工作标样进行定值。建立合适的数学模型，将钯纯度分为三个区间，依次为Pd 40.0%～70.0%、Pd 70.0%～90.0%和Pd＞90.0%。 建立无损检测分析程序，用X射线荧光光谱仪对钯含量在45.0%～99.9%之间的首饰钯合金进行钯含量分析检测，然后进行样品测试和精密度的计算以及样品的测试比对。

2.3 仪器工作参数

管压：40.230 kV；管流：0.137 mA；增益：40 kV；X射线管靶材：W；Be窗：0.20 mm；X射线管出射角：23.00°；样品入射角：45.00°；样品出射角：135.00°；样品到探测器距离：1.50 cm。

仪器预热后，依次将工作标样和样品放入仪器样品室，把样品的最平整面紧贴样品窗中心区处的薄膜，用X射线荧光光谱仪进行测试，测试时间为120 s，连续测试10次，记录各次的数据。

3 结果和讨论

3.1 定值

选择均匀性好的样品作为工作标样，对工作标样进行定值。用原子吸收光谱法进行了分析（见表 1）。

表1 标样定值

3.2 Rh峰干扰的排除

X射线荧光光谱仪一般使用低功率Rh靶端窗X射线管作X射线激发源，Rh靶的激发X射线与被测钯合金饰品中的钯、银等元素的特征X射线互相叠加，形成很大的干扰，影响检测。因此选择W靶为X射线管靶材，Be窗厚度0.20 mm，有效排除19～ 29 keV能量范围内的Rh峰干扰。

3.3 样品测试和精密度的计算

用能量色散X射线荧光光谱法进行钯含量的测试，每一样品连续测十次，得到钯含量的十次测量值，经计算得出十次测量平均值和十次测量相对标准偏差见表2。方法的重复性比较好，相对标准偏差优于0.3%。

3.4 样品的测试比对

对样品用能量色散X射线荧光光谱法进行分析测试，并与上海联科理化应用技术研究所的原子吸收光谱法进行比对，结果见表3。

表2 钯含量的测量值、平均值和相对标准偏差

表3 样品的测试比对

由表3可见，能量色散X射线荧光光谱法与原子吸收光谱法对样品的分析结果相对偏差不大于0.1%。

4 结语

应用能量色散X射线荧光光谱法对钯首饰合金中钯含量进行测定，该方法无损耗、快速，精密度、准确度都较高。

[1]Eugene P Bertin.Principles and Practices of X-Ray Spectrometric Analysis(Second edition)[M]. La Crosse ：Platinum Press,1984.

[2]全国首饰标准化技术委员会.GB 11887-2008[S]. 北京：中国标准出版社，2008.

[3]全国首饰标准化技术委员会. GB/T 18043-2008[S]. 北京：中国标准出版社，2008.